Higiene Ocupacional (ou morte ocupacional?)

 

Maurício Torloni
Wilson Miguel Salvagnini
(EPUSP- E.E. Mauá)

 

         A Higiene Ocupacional cuida do ambiente de trabalho para prevenir doenças ou lesões nos trabalhadores, prove-nientes de atividades em ambientes de trabalho com calor, ruí-do, vibração, manuseio de substâncias químicas, bioaresóis, agrotóxicos etc. É uma especialização de importância crescen-te pois a conscientização de que o ambiente de trabalho não deve causar danos à saúde do trabalhador tem se imposto, infelizmente, à custa de muitas vidas. Segundo a Organização Internacional do Trabalho (OIT) quase 2 em cada 3 trabalha-dores no mundo inteiro estão expostos à substâncias químicas, estimando-se que 1,5 a 2 bilhões de pessoas são afetadas.

         Devido à sua abrangência podem trabalhar nesta especialização profissionais de todas as áreas do conheci-mento (médicos do trabalho, enfermeiras do trabalho, físicos, biólogos, psicólogos e engenheiros químicos etc.).

         Os trabalhadores podem encontrar no ambiente de trabalho. devido a inalação de ar impróprio, situações muito perigosas. Por exemplo, respirar ar contaminado acima da cha-mada concentração Imediatamente Perigosa a Vida ou à Saúde (IPVS) (por exemplo, 1500 ppm de monóxido de carbono. 50.000 ppm de gás carbônico, 500 ppm de gás sulfídrico. etc) produzem efeitos agudos irreversíveis à saúde, ou até morte imediata, dependendo das circunstâncias. Inalar ar com deficiência de Oxigênio produz as mesmas consequências quando a concentração do 02 no ar cai abaixo de 12,5%, ao nível do mar ( significa que a pressão parcial de 02 no ar é menor que 95 mm de Hg) (1), isto é, o ambiente também é considerado IPVS. Nestes casos a vítima perde a coordenação motora, tem a sua capacidade de julgamento muito reduzida  e ocorrem lesões irreversíveis no coração e se não for resgatada imediatamente morrerá em alguns minutos. Mesmo resgatada, apresentará problemas de saúde pelo resto da vida, devidos as lesões cerebrais e no músculo cardíaco.

         Neste artigo vamos estudar dois casos verídicos onde o perigo está na deficiência de 02. No primeiro exemplo, morreu um trabalhador e, no outro, se não for tomada alguma provi-dência, poderá morrer mais um.

         Outro ponto que pode ser destacado é a possibilidade de muitas situações de risco poderem ser previstas desde que o profissional tenha um sólido conhecimento de disciplinas básicas, como química, física etc.

Caso 1 Um trabalhador foi escalado para pintar uma válvula do tipo gaveta, de grandes dimensões localizada numa rua pública no fundo de um poço de visita com 1,2 m de diâmetro por 3,5 m de profundidade. Uma testemunha do ocorrido contou que viu o trabalhador levantar a tampa de ferro e descer pela escada de serviço que também era de ferro, fixa na parede do poço. Imediatamente subiu, como que para tomar ar, e após uma pausa desceu novamente. A testemunha, por curiosidade, foi olhar o poço que era bem iluminado pela luz natural, viu o trabalhador caído, imóvel no fundo do poço. A equipe de res-gate chegou logo e, usando mascaras autônomas como é usual nestes casos, recolheu a vítima que morreu ao dar entrada no hospital.

         A autópsia descartou, como causa mortis, o envenena-mento por monóxido de carbono ou por queda. A perícia efetuada no local do acidente observou uma grande quantidade de ferrugem no fundo do poço e nas superfícies metálicas que deveriam ser limpas, lixadas e pintadas. Após duas horas do acidente foi constatado que o teor de O2 no ar ambiente do poço era igual a 17%. Este teor baixo de O2 levou à suspeita de que no momento do acidente o teor de O2 seria bem mais baixo, inclusive menor do que 12,5%, pois a operação de resgate provavelmente alterou as condições iniciais. Também não foi detectada a presença de qualquer outro gás que pudesse reduzir o teor de O2. Assim, a hipótese mais provável seria o consumo de O2 pela reação de oxidação com o ferro!

         Para testar a hipótese do oxigênio do ar que existia no poço ter sido consumido devido à formação de ferrugem, foi colocado um pedaço de degrau de ferro, polido, num tubo de ensaio contendo ar ambiente, bem fechado e ligado a um manômetro diferencial, conforme a figura 1. Após um longo tempo a pressão dentro do tubo de ensaio caiu de 760 mm Hg para 660 mm de Hg. Portanto a pressão dentro do tubo caiu 100 mm de Hg. Como é somente o Oxigênio que reage com o ferro, pode-se dizer que a pressão parcial do Oxigênio se reduziu de 100 mm Hg ou, lembrando que o ar tem 21% de Oxigênio, caiu para:

760x0,21-100 = 59,6 mm de Hg

         O teor de Oxigênio será então:

59,6/660x100 = 9%

         Observe que esse valor é menor do que o IPVS de 12,5%, explicando a queda instantânea do trabalhador no poço.

Fig. 1 Esquema do sistema para verificar a ação do ferro.

         Se a empresa tivesse normas de procedimentos para a execução de tais serviços, como verificar a presença de risco de explosão devido à presença de gases ou vapores inflamá-veis, medir o teor de Oxigênio, insuflar ar limpo no fundo do poço antes da entrada de alguém, não teria ocorrido o acidente. Se os responsáveis pela elaboração dessas normas conheces-sem química, levariam em conta a avidez do ferro pelo oxigênio. Basta fazer a experiência de colocar fogo em um pe-daço de palha de aço; observa-se um bonito espetáculo piro-técnico.

Caso 2 Numa fábrica de refrigerantes o controle de qualidade das tampinhas é feita em uma pequena sala (2X1,5X2,5 m) com uma única porta, sem janelas, nem ventilação forçada. As garrafas ensaiadas com as tampinhas são cheias com Nitrogê-nio proveniente de um conjunto de dois cilindros interconec-tados, que ficam dentro da sala, com volume de 8 litros cada um e pressão de 200 bar. Particularmente nesta indústria não aconteceu nenhum acidente, mas o risco potencial existe. A pergunta que um agente de segurança fez durante um curso de Proteção Respiratória ao tomar conhecimento sobre situações IPVS decorrente da deficiência de Oxigênio foi: seria atingido o nível IPVS se o cilindro vazasse na pequena sala? Para poder responder esta pergunta é preciso saber qual a quantidade em massa de N2 contida no recipiente de nitrogênio. Aí entra a velha e não tão querida Termodinâmica.

         Vamos admitir que o ambiente da sala esteja a 25o C e 1 atm. A quantidade de Nitrogênio no cilindro a 25oC e 200 bar pode ser calculada pela equação de estado generalizada:

                                      PV = znRT

         O valor de z pode ser encontrado em tabelas de fator de compressibilidade (1), a 25o C e 200 bar z = 1,02. Assim o número de mols de nitrogênio contido no cilindro será:

n = 194 atm.16 l/(1,02.0,082(atm.l/K.mol).298K)

n = 124,6 mols

(1 atm = 1,033 bar)

         Nas condições da pequena sala, o nitrogênio que deixa os recipientes pode ocupar o volume do ar de dois modos diferentes: a) se o vazamento fosse muito lento daria tempo para o nitrogênio se misturar com o ar como indicado na Fig. 2, provocando uma “mistura perfeita”. O teor de Nitrogênio na sala é variável e crescente com o tempo.

Fig. 2   Modelo de mistura perfeita

b) Por outro lado, se o vazamento fosse rápido, não daria para o nitrogênio se misturar e empurraria o ar para fora permanecendo totalmente dentro da sala, é o modelo “pistonado”, como pode ser observado na Fig. 3.

Fig. 3  Modelo de mistura pistonado

         Para saber qual a concentração de Nitrogênio na peque-na sala quando todo o cilindro vazou no caso do modelo de mistura perfeita, faz-se um balanço molar de Nitrogênio no volume de controle indicado na Fig. 4:

Fig. 4 Volume de controle para o balanço de Nitrogênio.

                   Entra - Sai + Produção  =  Variação

supondo que a corrente de vazamento dos cilindros seja constante, então a corrente de entrada é composta de nitrogênio puro , a corrente de saída tem uma concentração de nitrogênio igual à concentração de dentro da sala pois a mistura é perfeita   . Não há produção de nitrogênio dentro da sala por reação química. Pode-se escrever:

onde x é a fração molar de Nitrogênio dentro da sala, n o número total de mols de gás dentro da sala e é o tempo.

         Supondo que a vazão molar de entrada de nitrogênio na sala seja igual à vazão molar de saída de ar da sala e que o número total de mols da sala não se altere, tem-se:

                           

                           

rearranjando:

                           

integrando:

                           

lembrar que no início do vazamento, instante 0, o ar da sala tem a concentração normal de Nitrogênio, 79 %. Resolvendo a integral:

                           

o número total n de mols contidos na sala pode ser calculado por Clapeyron:

                           

O produto  é constante e igual à quantidade de mols dentro dos cilindros, 124,6 mols. Substituindo, tem-se:

         A concentração é de 14%, muito perto da concentração de IPVS! Nesse ambiente ocorre fadiga anormal, perturbação emocional. Perda de coordenação motora e a pessoa tem pequena capacidade de julgamento.

         Analisando a hipótese do modelo pistonado o volume de nitrogênio que escapou dos cilindros nas condições da sala é: 

V = n.R.T/P

V = 124,6.0,082.298/1

V = 3044 l

sendo o volume da sala 7,5 m3 o volume de ar na sala depois do vazamento de nitrogênio é:

7,5 -3,04 = 4,46 m3;

         Imaginando que o nitrogênio vazado expulse o ar da sala ocupando o seu lugar, o volume total de nitrogênio na sala nitrogênio remanescente do ar (79% em volume) que ficou mais nitrogênio do vazamento será:

4,46.0,79 + 3,04 = 6,56 m3

e o teor de nitrogênio na sala:

6,56/7,5x100 = 87,5%

         Portanto, o teor de oxigênio na sala: 100-87,5 = 12,5%

         O IPVS seria atingido e sem perceber o trabalhador esta- ria em risco de vida. O segundo caso seria a situação mais perigosa, provavelmente ocorre algo intermediário entre os dois casos.

         Com alguns cálculos simples foi possível prever um ambiente de alto risco. Esse conhecimento mínimo pode fazer a diferença entre a vida e a morte de alguém!

         Para mostrar que a história se repete, os jornais anuncia-ram há alguns meses o acidente em que morreram, um enge-nheiro e um operário da Comgás que examinava uma tubu-lação que estava sendo testada quanto à vazamentos. O teste consistia em pressurizar a tubulação com Nitrogênio. A tubu-lação se encontrava dentro de uma vala de muitos quilômetros de comprimento e como havia vazamentos pelas soldas, o Ni-trogênio saiu e se concentrou nesta vala onde atingiu redu-zindo o teor de Oxigênio abaixo de 12,5%!

Bibliografia

(1) Torloni, M. Programa de Proteção Respiratória: recomendações; seleção e uso de respiradores. São Paulo . Fundacentro, 1995.

(2) Hougen, O. A., Watson, K. M., Ragatz, R. A. Princípios dos Processos Químicos, Livraria Lopes da Silva 1973.